为对象指针实现复制构造函数和运算符的正确方法是啥

Posted 2023-02-25

【中文标题】为对象指针实现复制构造函数和运算符的正确方法是啥

【英文标题】：What is the proper way to implement a copy constructor and operator for object pointers为对象指针实现复制构造函数和运算符的正确方法是什么

【发布时间】：2020-05-05 12:38:06

【问题描述】：

我正在尝试为 Next 和 Prev 对象指针执行复制构造函数和赋值运算符，但是，当它尝试复制时，我没有得到正确的数据。我不确定是否执行此错误。

节点.cpp

Node::Node(const Node& h) 

    Next = new Node(*h.Next);
    Prev = new Node(*h.Prev);
    data = h.data;


Node::~Node()

    delete Next;
    delete Prev;

Node& Node::operator=(const Node& t) 


    delete Next;
    delete Prev;
    Next = new Node(*t.Next);
    Prev = new Node(*t.Prev);
    data = t.data;
    return *this;

Node.H
Private: 
Node* Next;
Node* Prev;
int data;

【问题讨论】：

为链表的Node 实现复制构造函数和赋值运算符可能会很棘手。实现使用Node 对象的容器的复制构造函数和赋值运算符并不那么棘手。需要考虑的事情。

在我的情况下，我试图复制 Next 和 Prev 指针，当它验证副本时它们应该显示为 0，但事实并非如此。

对于指针，只有指针的所有者才能对其调用 delete。因此，必须只有一个所有者。如果你查看你的节点结构，它有多个所有者（下一个节点和前一个节点都拥有当前节点，因为它们都会在指向当前节点的指针上调用 delete）。

您的问题似乎是 XY 问题。见：What is the XY problem?

为你的链表画一张图，节点为矩形，指针为箭头。现在绘制相同列表的图片加上其中一个节点的副本。您希望新图片看起来像什么？将其发布在您的问题中。

【参考方案1】：

Node::~Node()

    delete Next;
    delete Prev;

当一个节点被销毁时，它会销毁它的继任者。反过来又破坏了它的前任，它破坏了它的继任者，它破坏了它的前任，它破坏了......你能发现问题吗？这种递归是无限的。永无止境。此外，行为未定义，因为您删除了已被删除的指针值。通常，列表操作只有一种方式。您无需返回，因为这就是算法“来自”的地方。

即使我们通过不双向解决问题，递归的另一个问题是它与列表的长度一样深。鉴于大多数系统通常具有有限的调用堆栈大小，这对列表的最大大小施加了隐式限制。一般来说，链表操作应该使用迭代而不是递归。

这两个问题都出现在所有显示的函数中。

我不想在课堂上执行深层复制。

那么您犯了一个错误，因为您的复制构造函数和赋值运算符执行了深层复制 - 或者至少它们看起来像是深层复制的损坏版本。

如果你想要浅拷贝，那么你想要隐式生成的操作做什么。如果您确实想要浅拷贝，那么您还应该希望指针是非拥有的，因此也需要使用隐式析构函数。

【参考方案2】：

您不应该有Node 的复制构造函数。复制一个节点是没有意义的。

节点是列表的一个元素。副本应该是同一列表中的重复节点吗？但是在列表中的哪个位置？在头部？在末尾？一开始？没有意义。

制作副本应该是不同列表中的重复节点吗？但是在什么列表中？再说一遍，这毫无意义。

为什么你认为你的Node 类应该有一个复制构造函数？你觉得它应该怎么做？

如果您对此有答案，请创建一个复制构造函数。如果你不这样做，不要。

同样的逻辑也适用于赋值运算符。它应该怎么做？没有明显的答案。所以除非你对它应该做什么有一个准确的想法，否则不要写它。

【讨论】：

我给你举个例子。我将节点 B 复制到节点 C。节点 c.GetNext 需要为 0，因为这就是节点 B 的含义，但在我的情况下它不是。

我或多或少只是想复制一个指针对象。我不想在课堂上执行深层复制。

@Jay 我还是不明白你在做什么。假设一个节点是列表中间的第四个节点。您制作该节点的副本。副本应该是哪个列表的第四个节点？那也应该是同一个列表的第四个节点，所以列表现在有两个第四个节点吗？您没有制作任何指针或引用的副本，您的代码是 Node 的复制构造函数，用于制作 Node 的副本。

另外，你的析构函数没有意义。为什么要同时破坏前一个节点和下一个节点？这意味着前一个节点也会破坏这个节点（因为这个节点是它的下一个节点），下一个节点也会破坏这个节点（因为这个节点是它的前一个节点），因此破坏一个节点会破坏它 3 次。这也没有任何意义。绝对没有理由破坏一个节点也应该破坏其他节点。 （如果破坏这个节点的代码也想破坏其他节点，那是它的事。）

（当你为单个节点实例编写析构函数时，它应该破坏节点的单个实例。它不应该尝试破坏其他任何东西，因为这是其他代码的工作。）